Aerospikeの紹介

はじめに

Aerospikeは、キー・バリュー型のNoSQLデータベースとして、提供が開始されました。
そして現在、このNoSQLデータベースを核に、リアルタイムデータプラットフォームとして拡張を続けています。
これにより、Aerospikeは高性能はNoSQLデータベースとしての利用から、高い一貫性を求める金融システムでの利用まで、幅広く使われています。
拡張を続けるAerospikeとは何なのか、詳しく知っていただき、触れていただくきっかけになれば幸いです。

無償のエディションや、有償版の評価ライセンス（制限あり）もありますので、気軽にご利用いただけます。

Aerospikeとは

Aerospikeは、アメリカのマウンテンビューにあるAerospike社が提供する製品、ソリューションおよびサービスを表す名称です。
このAerospikeの核となるのは、リアルタイム・マルチモデルNoSQLデータベースであるAerospike Database 6です。
ここでは、Aerospike Database 6を中心に、Aerospikeを紹介します。

Aerospike社サイト
https://aerospike.com/
Aerosike日本語サイト
https://aerospike.com/jp/home/

リアルタイム・マルチモデルNoSQLデータベースって？
簡単に書くと 『超高速で、様々なデータモデルが、様々な構成（メモリ、SSD等）で使えるNoSQLデータベース』 です。

Aerospikeの歴史

Aerospikeの歴史は以下の通りです。

• 2010年：キー・バリュー型のNoSQLデータベースソフトウェアとして、citrusleafの名前で提供開始。（バージョン２以前）
• 2012年：名称をAerospikeに変更。（バージョン3以降）
• 2014年：無償のオープンソース版のAerospike Server Community Editionの提供を開始。（有償版はAerospike Server Enterprise Edition）
• 2020年〜：NoSQLデータベースを核とし、以下の製品、ソリューション、サービスを提供。
  • リアルタイムデータプラットフォーム
  • リアルタイム・マルチモデルNoSQLデータベース
  • SQL analytics powered by Starbust
  • Document Data Services
  • Aerospike Cloud: DBaaS
  • Cloud Managed Service
• 2022年：バージョン6を提供中

要約すると、Aerospikeはキー・バリュー型のNoSQLデータベース・ソフトウェアとして提供開始し、その後、機能や関連製品を増やし、ソリューションとクラウド上のサービスの提供を始めています。

Aerospike Database 6 の特徴

ここでは、Aerospikeの核であるAerospike Database 6 の特徴を説明します。

NoSQLデータベースとは

まず、NoSQLデータベース(以下、NoSQL)とは、リレーショナル・データベース(以下、RDB)以外のデータベースを指すもので、スキーマレスなデータベースと表すこともできます。
参考：
Wikipedia https://ja.wikipedia.org/wiki/NoSQL
AWS https://aws.amazon.com/jp/nosql/

主要なNoSQLのモデルには、以下のようなものがあります。

• キー・バリュー型
• ソート済みカラム指向
• ドキュメント指向
• グラフ指向

Aerospikeは、キー・バリュー型であり、バリューとして文字列、数値、MAP、List等を扱うカラムを持ちます。また、現在ではドキュメント(JSON)も扱えます。グラフへの対応も進行中です。

NoSQLとRDBの比較

一般的なNoSQLとRDBを比較して、NoSQLの特徴を示します。

比較項目	NoSQL	RDB
レイテンシ	◎ 低(高速)	△ 高(低速)
スループット	◎ 多	○
分散	◎ 分散が前提	△
大量データ	◎ 大量データが前提	△
スケーラビリティ	◎ スケールアウト	○ スケールアップ
アベイラビリティ	◎ 重視	△ ハードウェアで対応
一貫性	× or △	◎ 一貫性を保証
トランザクション	× or △	◎
複数テーブルの連携	× or △	◎
検索(クエリー)	△	◎

NoSQLは、大量データおよびデータ増加が見込まれ、高速、大量アクセスの対応が必要なシステムに向いていますが、一貫性やトランザクションが必須の場合には向いていません。

それぞれ傾向であり、個々のソフトウェアでは当てはまらない場合があります。

したがって、それぞれの対象となるシステムは、以下のようになります。

• リレーショナルデータベース
  • 一貫性を要求されるシステム
    • 金融処理
  • 検索性能が要求されるシステム
    • ECサイト
• NoSQLデータベース
  • 高速性能が要求されるシステム
    • ネット広告
    • 不正検知システム
  • 大量データの処理が必要なシステム
    • IoT
    • データ分析
    • AI

Aerospikeと一般的なNoSQLの比較

以下がNoSQLデータベースの代表的なものです。

• Apache Cassandra
• Couchbase
• MongoDB
• Redis
• DynamoDB

Aerospikeは、開発当初より他のNoSQLデータベースの問題点を踏まえて開発されています。
そのため、他のNoSQLデータベースより性能に勝っている場合が多くあります。
次に、Aerospikeと他のNoSQLとを比較して、Aerospikeの特徴をあげます。

比較項目	Aerospikeの特徴
レイテンシ／スループット	クライアントからのアクセス方法、サーバでのFlashの使用方法など、各種の技術により他のNoSQLより性能向上します。Cassandraからの移行でサーバ数を大幅に減少させた実績が多くあります。
スケーラビリティ	サーバの増加によるオーバーヘッドが少ないため、スケールアウトによりスループットおよびデータ量がリニアに増加します。Petaバイトを想定して設計しています。他のNoSQLではスケールアウトを行った場合にリニアに性能向上しない場合があります。
性能の安定	C言語で開発されており、性能の偏差が小さく、サービスレベルの目安をつけることが可能です。(レイテンシの目安は数ミリ秒以内で、多くが１ミリ秒未満)
データ分散	データは、キーにより自動的に分散されるため、サーバ追加・停止時であっても利用者はデータの分散を意識する必要はありません。データの複製数は設定にて指定できます。
一貫性	一貫性を強化した、Strong Consistencyモードを提供します。他のNoSQLでは提供されていないものが多いです。
アーキテクチャ	インデックスとデータを、メモリ、Persistenceメモリ、Flash(SSD)にデータの特性に合わせて保存することができます。Flashにデータを保存できるため、メモリに比べて安価に大量データを保存することができます。
クライアント	各種言語のクライアントを提供します。提供するのは、Java、C#、C、Go、Python等です。 (https://developer.aerospike.com/client/client_matrix)
データモデル	各種データモデルの使用が可能です。使用できるのは、カラム(文字列、数値等、List、Map、ListとMapのネスト、GEOJSON等)、ドキュメント(JSON) です。

他のNoSQLもアップデートしており、また、ソフトウェアによる特色もありますので、必ずしも、Aerospikeの方がすべてで性能に勝るとは限りません。ぜひ、他のNoSQLとベンチマークをしていただき、適切なソフトウェアをご利用ください。

Aerospikeのエディション

現在、Aerospikeは、３つのエディションがあります。 https://aerospike.com/products/features-and-editions/

• Community Edition
• Standard Edition
• Enterprise Edition

Enterprise Editionを評価したい場合は、Aerospikeのホームページの右上の「Try now」をクリックしていただくと、AWS上または自身のPC上での評価版の利用方法が表示されますので、ぜひご利用ください。ただし、これはシングルノード（一つのサーバ）での評価となりますので、マルチノードでご利用になりたい場合は、お問い合わせいただくか、Community Editionをご利用ください。

また、クライアントからどのようにAerospikeが利用できるかは、同じページの「Start coding immediately」からご確認いただけます。

Community Editionのご利用につきましては、以下よりご確認ください。
https://aerospike.com/download/#aerospike-server-community-edition

最後に

今後、Aerospikeのアーキテクチャ、評価版やCommunity Editionのご利用方法などの記事を掲載しますので、ご期待ください。

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